ПЕРЕНОСНОЙ АМПЛИТУДНЫЙ РАДИОПЕЛЕНГАТОР Российский патент 2004 года по МПК G01S3/34 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при решении задач радиопеленгации с помощью переносных (малогабаритных) средств в декаметровом и метровом диапазонах радиоволн.

Известен малогабаритный амплитудный радиопеленгатор по методу максимума (см., например, Казаринов Ю.М. и др. Радиотехнические системы, М.: Сов. радио, 1968, стр.252). Он содержит последовательно соединенные направленную антенну, радиоприемник и индикатор. Достоинством такого устройства являются высокая разрешающая способность и помехозащищенность, обусловленные пространственной избирательностью антенн с узкой диаграммой направленности. К достоинствам относится также и то, что в момент отсчета пеленга возможно прослушивание сигнала пеленгуемого источника. Однако существенным недостатком является сложность создания антенн с узкой диаграммой направленности в метровом и декаметровом диапазонах радиоволн и, как следствие, ухудшение массогабаритных характеристик радиопеленгатора, что особенно сказывается при конструировании переносных и малогабаритных радиопеленгаторов.

Известен переносной амплитудный радиопеленгатор по методу минимума (см., например, Верхотуров В.Н., Калачев В.А., Кузьмин В.Г. Радиоаппаратура для “охоты на лис”, М.: Энергия, 1976, стр.33), содержащий последовательно соединенные антенну с острым минимумом диаграммы направленности, радиоприемник и индикатор. Он обеспечивает с использованием простых антенн, например рамочных, имеющих диаграммы направленности с большой крутизной в области минимумов, высокую точность отсчета пеленга. Однако такой радиопеленгатор имеет низкую разрешающую способность и помехозащищенность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является переносной амплитудный радиопеленгатор, содержащий штыревую, рамочную антенны, приемный канал, состоящий из последовательно соединенных входной цепи, вход которой является входом приемного канала, к входу которого подключены штыревая и рамочная антенны, усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и детектора, выход которого является выходом приемного канала, и последовательно соединенные усилитель низкой частоты и телефон, (см. Вартанесян В.А. Спортивная радиопеленгация, М.: ДОСААФ, 1980, стр.52).

Главным недостатком такого пеленгатора является низкая точность пеленгования и помехозащищенность, обусловливаемые “размытием” минимума диаграммы направленности (при пеленговании источников излучения на близких частотах или при наличии мощных переизлучателей вблизи пеленгуемого источника) вследствие наличия двух максимумов с большой шириной диаграммы направленности рамочной антенны. При этом невозможно определить пеленги на два и более близко расположенных источников радиоизлучений.

Техническим результатом данного изобретения является повышение разрешающей способности и помехозащищенности переносного амплитудного радиопеленгатора при сохранении массогабаритных характеристик.

Технический результат достигается за счет того, что в известный переносной амплитудный радиопеленгатор, содержащий штыревую и рамочную антенны, приемный канал, состоящий из последовательно соединенных входной цепи, вход которой является входом приемного канала, усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и детектора, выход которого является выходом приемного канала, и последовательно соединенные усилитель низкой частоты и телефон, причем выход штыревой антенны подключен к входу основного приемного канала, дополнительно введены дополнительный приемный канал, вход которого подключен к выходу рамочной антенны, вычитающее устройство, включенное между выходами детекторов обоих приемных каналов, выход которого соединен с входом усилителя низкой частоты.

Технический результат достигается за счет обеспечения обработки сигналов, принимаемых по основному и дополнительному приемным каналам. В результате определение пеленга на источник радиоизлучения осуществляется по максимальному уровню принимаемого сигнала с возможностью его прослушивания на телефон, что в свою очередь обеспечивает дополнительную селекцию этого источника по его характерным признакам.

Сущность изобретения заключается в специальной обработке сигналов основным и дополнительным каналами. Результирующее напряжение на выходе вычитающего устройства представляет собой разность двух напряжений:

U_в(ϕ )=U₁(ϕ )-U₂(ϕ ),

где U₁(ϕ )=U₁=const - напряжение на выходе основного приемного канала, подключенного к штыревой антенне;

U₂(ϕ )=|U₂·_{Cosϕ | - напряжение на выходе дополнительного приемного канала, подключенного к рамочной антенне.}

При равенстве амплитуд напряжений U₁=U₂=U, что достигается выбором усиления радиоприемников, напряжение на выходе вычитающего устройства определяется выражением:

U_в=U(1-|Cosϕ |).

Таким образом, пеленгационная характеристика, реализуемая при использовании заявляемого переносного амплитудного радиопеленгатора, имеет острый максимум в направлении нормали к плоскости рамки (ϕ =π /2). Одновременно результирующая диаграмма направленности радиопеленгатора характеризуется наличием широких минимумов приема в направлениях ϕ =0 и ϕ =π . Это позволяет обеспечить повышение помехозащищенности и разрешающей способности радиопеленгатора.

На фиг.1 представлена структурная схема переносного амплитудного радиопеленгатора. На фиг.2 приведены диаграммы, иллюстрирующие его работу. На фиг.3. приведены диаграммы направленности радиопеленгатора-прототипа (а) и заявляемого радиопеленгатора (б).

Переносной амплитудный радиопеленгатор (см. фиг.1) содержит штыревую 1 и рамочную 2 антенны, приемные (основной и дополнительный) каналы 3.1 и 3.2, вычитающее устройство 4, усилитель низкой частоты 5 и телефон 6. Каждый приемный канал 3.1 и 3.2 содержит соответственно входную цепь 7.1 и 7.2, усилитель высокой частоты 8.1 и 8.2, преобразователь частоты 9.1 и 9.2, усилитель промежуточной частоты 10.1 и 10.2 и детектор 11.1 и 11.2. Штыревая антенна 1 соединена с входом основного приемного канала 3.1, а рамочная антенна 2 - с входом дополнительного канала 3.2. При этом каждый приемный канал 3.1 (3.2) выполнен в виде последовательно соединенных входной цепи 7.1 (7.2), вход которой является входом приемного канала, УВЧ 8.1 (8.2), преобразователя частоты 9.1 (9.2), УПЧ 10.1 (10.2) и детектора 11.1 (11.2), выход которого является выходом приемного канала, причем между выходами обоих приемных каналов 3.1 и 3.2 включено вычитающее устройство 4, выход которого через УНЧ 5 подключен к телефону 6. Детекторы 11.1 и 11.2 выполнены на основе известных практических схем детекторов (приведенных, например, в книге Палшкова В.В. Радиоприемные устройства, М.: Высшая школа, 1984, с.189, 190), а вычитающее устройство 4 - на основе аналоговых сумматоров с инвертирующим первым и неинвертирующим вторым входами (см., например, в книге Алексенко А.Г. Применение прецизионных аналоговых микросхем./А.Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985, с.106, рис.2.23б).

Переносной амплитудный радиопеленгатор работает следующим образом. Сигналы, принятые антеннами 1 и 2, поступают соответственно на основной и дополнительный приемные каналы 3.1 и 3.2, где производится их предварительное (8.1 и 8.2) усиление, преобразование (9.1 и 9.2) и основное (10.1 и 10.2) усиление и детектирование (11.1 и 11.2). Усиленные и продетектированные сигналы U₁(ϕ ) и U₂(ϕ ) (см. фиг.2а, б) поступают на входы вычитающего устройства 4, осуществляющего операцию вычитания U₁(ϕ )-U₂(ϕ ). Результат вычитания U_В(ϕ )=U₁(ϕ )-U₂(ϕ ) (см. фиг.2в) позволяет после усиления в усилителе низкой частоты 5 осуществлять пеленгование по максимуму прослушиваемого в телефоне 6 сигнала. Полученная таким образом пеленгационная характеристика (см. фиг.3б) имеет такую же крутизну, как и у радиопеленгатора по методу минимума. То есть, использование предлагаемого устройства позволяет при потенциальной точности не хуже, чем в прототипе, проводить пеленгование при максимуме прослушиваемого сигнала, что обеспечивает удобство пеленгования. Более того, ширина максимума выходного напряжения (см. фиг.2в) по уровню половинной мощности (0,707 по напряжению) в 2,6 раза уже, чем у радиопеленгатора-прототипа, что, собственно, приводит к увеличению помехозащищенности заявляемого переносного амплитудного радиопеленгатора.

Таким образом, предлагаемый переносной амплитудный радиопеленгатор при сохранении массогабаритных характеристик обеспечивает повышение разрешающей способности и помехозащищенности за счет обработки сигналов, принимаемых по основному и дополнительному приемным каналам, и определение пеленга на источник радиоизлучения по максимальному уровню принимаемого сигнала с возможностью его прослушивания на телефон.

Предложенный переносной амплитудный радиопеленгатор может быть использован при поиске на местности совокупности источников радиоизлучений. При этом определение пеленга по максимуму сигнала позволяет прослушивать его и осуществлять в процессе работы дополнительную селекцию источника радиоизлучения по его характерным признакам. Кроме того, осуществляется ослабление приема сигналов других пространственно разнесенных источников радиоизлучения, работающих на этой же (близко расположенной) частоте. Это обеспечивает работоспособность радиопеленгатора в сложной радиоэлектронной обстановке.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в переносных амплитудных радиопеленгаторах декаметрового и метрового диапазонов длин волн для определения направления (пеленга) сигналов нескольких пространственно разнесенных источников сигналов (помех), работающих на близко расположенных (совпадающих) частотах. Техническим результатом данного изобретения является увеличение разрешающей способности и помехозащищенности при сохранении массогабаритных характеристик за счет обеспечения обработки сигналов, принимаемых по основному и дополнительному приемным каналам. При этом реализуется определение пеленга на источник радиоизлучения по максимальному уровню принимаемого сигнала с возможностью его прослушивания на телефон и осуществления дополнительной селекции этого источника по его характерным признакам. Радиопеленгатор содержит штыревую 1 и рамочную 2 антенны, основной 3.1 и дополнительный 3.2 приемные каналы, вычитающее устройство 4, усилитель низкой частоты 5 и телефон 6. Каждый приемный канал содержит последовательно соединенные входную цепь 7, усилитель высокой частоты 8, преобразователь частоты 9, усилитель промежуточной частоты 10, детектор 11. 3 ил.

Переносной амплитудный радиопеленгатор декаметрового и метрового диапазонов длин волн, содержащий штыревую и рамочную антенны, приемный канал, состоящий из последовательно соединенных входной цепи, вход которой является входом приемного канала, к входу которого подключена штыревая антенна, усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и детектора, выход которого является выходом приемного канала, и последовательно соединенные усилитель низкой частоты и телефон, отличающийся тем, что в него введены дополнительный приемный канал и вычитающее устройство, причем к входу дополнительного приемного канала подсоединена рамочная антенна, а вычитающее устройство включено между выходами обоих приемных каналов, при этом к выходу вычитающего устройства подсоединен усилитель низкой частоты.